[发明专利]一种含重金属小麦籽粒液化及回收电能的方法

说明书

本发明公开了一种含重金属小麦籽粒液化及回收电能的方法，属于含重金属小麦籽粒的资源化处理技术领域。本发明的技术方案要点为：一种含重金属小麦籽粒液化及回收电能的方法，包括含重金属小麦籽粒的液化，微生物燃料电池的组装及启动及微生物燃料电池利用含重金属小麦籽粒水解液产电等步骤。本发明有效实现了含重金属小麦籽粒资源化处理，在回收电能的同时可将出水COD降至250mg/L以下，并且出水中的重金属离子浓度完全满足国家级地方的污水综合排放标准，因此具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于含重金属小麦籽粒的资源化处理技术领域，具体涉及一种含重金属小麦籽粒液化及回收电能的方法。

背景技术

我国是重金属污染比较严重的国家，矿产、镀锌、染织、油漆和轮胎等行业是重金属污染主要来源。重金属威胁人类的身体健康。调查显示，目前我国受镉、铅和铬等重金属污染的耕地面积已达2000万公顷，占全国总耕地面积的1/5，而其中最大比例的是受到工业“三废”污染的耕地。重金属污染不仅影响农作物的生长发育、产量及品质，而且还可通过大气、水、土壤和农产品等多种渠道进入食物链，危及人类的健康及生命安全。小麦是中国北方的主要作物,生长周期长,城市周边和公路两侧的小麦极易通过叶片吸收空气中的铅等重金属,在小麦的叶片、茎杆、根系和籽粒中积累。重金属还可以通过污水灌溉、有机肥施用等渠道污染农田土壤，进而被小麦吸收而富集到小麦籽粒中。据调查研究结果表明，江苏、河南等多个土壤重金属污染严重的地区生产的小麦籽粒都存在重金属含量超标的现象。重金属污染的小麦籽粒既不能制作成食品或饲料供给人畜食用，也不能随意丢弃而污染环境。小麦籽粒含有淀粉、蛋白质、纤维素等有价值的成分，可生化降解率高，蕴藏着大量的化学能。微生物燃料电池是一种新型电化学能量转换技术，可将葡萄糖、乙酸、生活污水和剩余污泥中的化学能直接转化为电能，避免了热机卡诺循环的限制，具有转化效率高的特点。但微生物燃料电池利用固态有机底物的效率低，主要受固体水解速率的限制。对固体底物进行预处理，可有效提高微生物燃料电池的产电速率。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种工艺简单且成本低廉的含重金属小麦籽粒液化及回收电能的方法。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种含重金属小麦籽粒液化及回收电能的方法，其特征在于具体过程为：

(1)含重金属小麦籽粒的液化，将含重金属小麦籽粒用去离子水清洗干净、烘干，用打粉机将其打成粉末，过80目筛子除去大部分麸皮得到小麦粉备用，将小麦粉加入到去离子水中，其中小麦粉与去离子水的投料配比为1g:20mL，然后放到恒温磁力搅拌器上持续搅拌，将温度升至73±2℃并保持30分钟使淀粉糊化，用稀硫酸或稀盐酸将淀粉糊化液的pH调至5.6～6.0，再将温度升至90±2℃并保持20分钟，之后将温度降至70±2℃，再加入0.5gα-淀粉酶并保持30分钟使淀粉水解液化，用碘液检测淀粉水解液化溶液中的淀粉含量直至遇碘液不显色为止，最后将液化后的混合液冷却到室温并沉淀放置24小时，将上清液转入试剂瓶，标记为含重金属小麦籽粒水解液，放入4℃冷藏柜中保存备用；